笔趣阁
会员书架
首页 >都市言情 >我的时空侦探社 > 黑洞科普(二):黑洞的分类

黑洞科普(二):黑洞的分类

上一章 章节目录 加入书签 下一章

黑洞的物理性质:目前人类已知的最简单的天体,三个物理参数就可以描述一个黑洞,即质量,角动量,电荷。

其中,

1、质量决定黑洞大小(黑洞质量>0)。

2、角动量是任何旋转物体所具备的物理量,黑洞的角动量>=0,为0时表示黑洞不旋转。

3、黑洞电荷>=0,表示黑洞不带电。

所以依据2、3条将黑洞分为四种。

第一种,不带电不旋转黑洞(也叫史瓦西黑洞),也就是黑洞的电荷量c=0,角动量l=0。用来描述这种黑洞的只有唯一一个参数——质量。当物体接近黑洞视界面时,因为时间变得缓慢,物体移动的速度也会变得缓慢。同时颜色也会越变越红,因为光的频率会被扭曲的时空越来越低。当光到达黑洞视界面上时,频率会降到无限低,这个位置也叫做“无限红移面”。对于史瓦西黑洞来说,视界面就是无限红移面。而随着物体不断接近黑洞,就会被黑洞的潮汐力拉长(黑洞质量越小,潮汐力越大,反之潮汐力越小。),当拉长超过临界值时,物体就会被扯碎。而且来自黑洞之外的一切电磁波星信号会逐渐减弱。至于如果穿越了黑洞视界面,量子学家认为,穿过黑洞视界面后,会被高温烧得连渣都不剩(我也不知道为什么)。广义相对论学家认为,物体会朝着黑洞中心的奇点不可逆的飞去。此时并不是因为飞船无法掉头往回飞,而是时间的箭头指向了奇点(与空间无关了),不论你做什么都会被带向奇点(除非能够逆转时间,不过这不现实。)另一方面,在飞向奇点时,不论黑洞的质量大小,靠近奇点,潮汐力都会越变越大(如果潮汐力无限变大,物体迟早会被扯碎成基本粒子)。

话又说回来,这些都是猜测,都是宇宙未解之谜。而且史瓦西黑洞是宇宙中最不可能出现的黑洞,因为出现条件极为苛刻(我也不知道什么条件...)。

第二种、带电不旋转黑洞,c>0,l=0(也被称为r-n黑洞)。拥有两个视界面,当物体进入外层视界面后会进入名叫单向膜区的空间,这个空间的时间箭头指向黑洞的中心奇点,所以是单向的(时间箭头指向奇点)。在物体飞向奇点的过程中,会进入第二个视界面,也叫做内视界面。内视界面中为正常的时空(是不是可以开点脑洞了?),而在这里想要靠近奇点,会有排斥力,你永远也过不去,就算是你飞向奇点的动力大于排斥力,也过不去,因为会进入时间循环,也在物理学上称为闭合类时线(这里解释一下,闭合类时线的意思是表示四维空间沿着时间方向完成一个闭环,形成一个时间圈环。)。想象一下你在这种黑洞的内视界面空间中杀死自己,是不是很可怕,从某种意义上来说,这也可以被称为时间囚笼,也会产生祖母驳论。(这个东西就和平行世界有关联了。)

祖母驳论:假设你穿越回去,在你祖母童年时期杀害,那么未来的也就不会有你的出现。既然你没有出现,你又怎么穿越回去杀死自己呢?跟上面想象自己杀死自己一样,你回到过去杀死自己,你没出现,又怎么回去谁杀了你自己呢?

牵扯到平行世界的理论的话,就能够面前解释,就是你回到的过去并非你所在宇宙时间线上的过去,而是来到另一个宇宙时间线上,并杀死该平行世界的你,不过这解释很勉强。

第三种、不带电旋转黑洞,c=0,l>0(也称为克尔黑洞)。

第四种、带电旋转黑洞,c>0,l>0(也称为克尔-纽曼黑洞)。克尔黑洞和克尔-纽曼黑洞相似,物理参数上的的区别就是一个不带电旋转,一个带电旋转。

而旋转的黑洞和不旋转黑洞的区别在于,旋转的黑洞是扁圆的,不旋转的是正圆的。这和地球因为自转,赤道比两极宽一样。第二就是,无限红移面和外视界面分离。这里无限红移面在黑洞的两边略宽的一块,以及内部一个沙漏状的内无限红移面,内部沙漏状的内无限红移面中是正常时空。内外两个视界面中,有一个单向膜区(前面有提到过),单向膜后有一个奇环。在无限红移面和外视界面之间,有一个能层,这个能层还处在黑洞外部。这个能层就非常的神奇,如果一个整体的物体,分成两半,一半会掉入黑洞的能层,另一半就会被踢出黑洞(电影《星际穿越》中逃离黑洞就是这个原理)。需要注意的一点是,这里并不是牛顿第三定律中的作用力和反作用力,因为根据牛顿第三定律中作用力产生的反作用力是极小的。而黑洞能层的这个过程,最早是被英国物理学家彭罗斯算出来的,所以也称为彭罗斯过程。在黑洞的能层中,物体分为两半,根据能量守恒定律,一半带有负能量,另一半的能量就必然会增加,所以物体才会被黑洞能层弹出来。而那一半掉进黑洞的物体,如果撑过了黑洞潮汐力的拉扯,就会穿向单向膜,再进入奇环(注意,不是来到内视界面)。这个奇环是正常的时空,也是科学家们猜测能够穿越到另外一个宇宙可能通道之一。

我们常说的穿越平行宇宙的时空隧道,就是这类黑洞衍生而来的。

点击切换 [繁体版]    [简体版]
上一章 章节目录 加入书签 下一章